
Ingenieurinformatik
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Inhalt
- Intro
- Vorwort
- Danksagung
- Inhalt
- Hinweis
- Formelsymbole
- Programmbeispiele
- 1 Einführung
- 1.1 Historie Rechenmaschinen
- 1.2 Computerunterstützung bei der Lösung mathematischer Aufgaben
- 1.3 Modellbasierte Steuergeräteentwicklung
- 2 Grundlagen der Programmierung
- 2.1 Erste Schritte in MATLAB und Grundregeln
- 2.1.1 Bedienoberfläche
- 2.1.2 Wertezuweisung und Variablendefinition
- 2.1.3 Hilfeunterstützung und elektronische Dokumentation
- 2.1.4 Ein- und mehrdimensionale Felder
- 2.1.5 Arithmetische Operatoren für den Einstieg
- 2.1.6 Relationale und logische Operatoren
- 2.1.7 Sonderzeichen
- 2.1.8 MATLAB Editor
- 2.1.9 Programmbeispiel
- 2.1.10 Script und Function
- 2.1.11 Workspace und Gültigkeitsbereich von Variablen
- 2.1.12 Arbeitsverzeichnisse
- 2.1.13 Fehlersuche und Debugger
- 2.1.14 Freigabe und Initialisierung von Speicherbereichen
- 2.1.15 MATLAB Version
- 2.1.16 Auffinden des Verzeichnisses von Funktionen
- 2.2 Vektoren und Matrizen
- 2.2.1 Teilentnahmen von Elementen bei Vektoren und Matrizen
- 2.2.2 Automatisierte Bestimmung von Indizes
- 2.2.3 Automatisierte Bestimmung der Dimensionen
- 2.2.4 Vorbelegung
- 2.2.5 Automatisiertes Zusammenfügen von Vektoren und Matrizen
- 2.3 Zeichenketten
- 2.3.1 Grundlagen
- 2.3.2 Klassenumwandlungen
- 2.3.3 Ausführung als MATLAB Anweisung
- 2.4 Structure Array
- 2.5 Cell Array
- 2.6 Objekte
- 2.7 Ablauf- und Kontrollstrukturen
- 2.7.1 If-Verzweigungen
- 2.7.2 Switch-Verzweigung
- 2.7.3 For-Schleife
- 2.7.4 While-Schleife
- 2.7.5 Schleifenunterbrechung (break)
- 2.7.6 Try/catch-Verzweigung
- 2.7.7 Pause
- 2.8 Text einlesen und ausgeben
- 2.9 Daten einlesen und speichern
- 2.9.1 Allgemein übliche Dateiformate
- 2.9.2 MATLAB spezifisches Dateiformat
- 2.10 Grafische Visualisierung
- 2.10.1 Zweidimensionale Visualisierung
- 2.10.2 Dreidimensionale Visualisierung
- 2.11 MATLAB Grundeinstellungen
- 2.11.1 Einrückungen
- 2.11.2 Autosave
- 2.11.3 Kopieren von Grafiken in Dokumente
- 3 Grafische Bedienoberflächen
- 3.1 Grafische Elemente (Graphics Objects)
- 3.1.1 Eigenschaften (Properties)
- 3.1.2 Identifizierungskennzeichen (Handle)
- 3.1.3 Abfrage von Eigenschaften
- 3.1.4 Veränderung von Eigenschaften
- 3.1.5 Hierarchie grafischer Elemente
- 3.1.6 Ermittlung von Identifizierungskennzeichen (Handle)
- 3.1.7 Aktuelles Identifizierungskennzeichen (Handle)
- 3.1.8 Festlegung des Achssystems
- 3.1.9 Achsbeschriftungen
- 3.2 Einführung in die Entwicklung grafischer Bedienoberflächen
- 3.2.1 Anwendungsbeispiel
- 3.2.2 Programmatic GUI
- 3.2.3 Platzierung grafischer Bedienelemente
- 3.2.4 Callback
- 3.2.5 Menüleiste
- 3.2.6 Symbolleiste
- 3.2.7 Ablaufsteuerung
- 3.3 Toolgestützte Entwicklung von grafischen Bedienoberflächen - App Designer
- 3.3.1 Design View
- 3.3.2 Eigenschaften grafischer Bedienelemente
- 3.3.3 Layout der grafischen Bedienoberfläche
- 3.3.4 Code View
- 3.3.5 Properties
- 3.3.6 Nutzung von Callback Functions und Functions in der Bedienoberfläche
- 3.4 Abschließende Bemerkungen
- 3.4.1 Animation
- 3.4.2 Eigenständige Applikationen
- 4 Zahlenformate
- 4.1 Ganze Zahlen
- 4.2 Gleitkommazahlen und Festkommazahlen
- 4.3 Zahlenformate in MATLAB
- 4.4 Über- oder Unterschreitung des Wertebereiches
- 4.5 Auflösungsgrenzen bei Berechnungen
- 4.6 Komplexe Zahlen
- 5 Numerische Integration
- 5.1 Mathematische Problemstellung
- 5.2 Explizites Euler-Verfahren
- 5.3 Runge-Kutta-Verfahren
- 5.4 Berechnungsgenauigkeit und Berechnungsdauer
- 5.5 Einschritt- und Mehrschrittverfahren
- 5.6 Verfahren mit variabler Schrittweite
- 5.7 Steife Systeme
- 5.8 Numerische Integration mit MATLAB
- 6 Zeitgesteuerte Systeme (Simulink)
- 6.1 Modellerstellung
- 6.2 Eigenschaften von Blöcken
- 6.3 Simulation
- 6.4 Visualisierung und Weiterverarbeitung der Simulationsergebnisse
- 6.5 Dashboard-Blöcke
- 6.6 Externe Beeinflussung von Blockparametern
- 6.7 Hierarchisches Modell und Verbesserung der Übersichtlichkeit
- 6.8 Model Explorer
- 6.9 Physikalische Modellierung
- 6.10 Codegenerierung
- 7 Ereignisdiskrete Systeme (Stateflow)
- 7.1 Entwicklungsumgebung Stateflow
- 7.2 Beispielsystem
- 7.3 Flussdiagramme
- 7.3.1 Modellerstellung
- 7.3.2 Vorgefertigte Musterabläufe
- 7.3.3 Backtracking
- 7.3.4 Designrichtlinien
- 7.4 Zustandsdiagramme
- 7.4.1 Modellerstellung
- 7.4.2 Aktualisierungsbeispiel
- 7.4.3 Super Step
- 7.4.4 Flussdiagramm in einem Zustand
- 7.4.5 Designrichtlinien
- 7.4.6 Hierarchische Modelle
- 7.4.7 History Junction
- 7.4.8 Parallele Zustände
- 7.4.9 Events
- 7.4.10 Funktionsaufrufe
- 7.5 Tabellarische Beschreibung von Zustandsautomaten
- 7.5.1 Wahrheitstabellen
- 7.5.2 Zustandsübergangstabellen
- 7.6 Simulation und Debugging
- 8 Paralleles Rechnen
- 8.1 Vorarbeit serielle Codeoptimierung
- 8.2 Eingebaute Parallelisierung
- 8.3 Auswahl der Hardware-Ressourcen
- 8.4 Parallele for-Schleifen
- 8.5 Batch jobs und Cluster
- 9 Symbolisches Rechnen
- 9.1 Umformen von algebraischen Ausdrücken
- 9.2 Lösung von Gleichungen
- 9.2.1 Lineare Gleichungen
- 9.2.2 Nichtlineare Gleichungen
- 9.3 Taylorreihen
- 9.4 Laplace-Transformation
- 9.5 Integrieren von Funktionen
- 9.6 Differenzieren von Funktionen
- 9.7 Lösung von Differentialgleichungen
- Literatur
- Index
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